Frequenzgenauigkeit (Klasse A)

ACHTUNG: Die Inhalte auf dieser Seite sind noch in Bearbeitung. Dies ist eine Vorschau des aktuellen Bearbeitungsstandes.
ACHTUNG: Die Inhalte auf dieser Seite sind noch stark in Bearbeitung und Inhalte sind noch nicht ausformuliert. Dies ist eine Vorschau des aktuellen Bearbeitungsstandes.

Die Genauigkeit von Frequenzen und Messbereichen bei Sendern, Empfängern, Oszillatoren, Frequenzzählern usw. wird entweder in % ($1 \cdot {10^{-2}}$) oder in parts per million (ppm = $1 \cdot {10^{-6}}$) angegeben. Manchmal erfolgt die Angabe auch direkt in Exponentialschreibweise wie z.B. Genauigkeit von $1 \cdot {10^{-7}}$.

Mit dieser Genauigkeit ist die Frequenz zu multiplizieren um die mögliche Abweichung von Messwerten oder Anzeigen zu berechnen.

Hinweis bzgl. Umrechnung/Darstellung von 10er Potenzen:

$1 \cdot {10^{-2}} = \frac{1}{10^2}$

$1 \cdot {10^{-6}} = \frac{1}{10^6}$

usw.

AA115: Eine Genauigkeit von 1 ppm bei einer Frequenz von 435 MHz entspricht ...

Lösungsweg

  • gegeben: $f = 435MHz$
  • gesucht: $1pmm$ von $f$

$435MHz \cdot \frac{1}{10^6} = \frac{435\cdot \cancel{10^6}Hz}{\cancel{10^6}} = 435Hz$

AA116: Die Frequenzerzeugung eines Senders hat eine Genauigkeit von 10 ppm. Die digitale Anzeige zeigt eine Sendefrequenz von 14,200.000 MHz an. In welchen Grenzen kann sich die tatsächliche Frequenz bewegen?

Lösungsweg

  • gegeben: $f = 14,200.000MHz$
  • gegeben: $\textrm{Abw.} = 10ppm$
  • gesucht: $f_{min}, f_{max}$

$f_{min} = f – f \cdot \frac{10}{10^6} = 14,2MHz – \frac{14,2\cdot \cancel{10^6}Hz\cdot 10}{\cancel{10^6}} = 14,2MHz – 142Hz = 14,199858MHz$

$f_{max} = f + f \cdot \frac{10}{10^6} = 14,2MHz + \frac{14,2\cdot \cancel{10^6}Hz\cdot 10}{\cancel{10^6}} = 14,2MHz + 142Hz = 14,200142MHz$

AI508: Ein Frequenzzähler misst auf $±$1 ppm genau. Ist der Zähler auf den 100 MHz-Bereich eingestellt, so ist am oberen Ende dieses Bereiches eine Ungenauigkeit zu erwarten von ...

Lösungsweg

  • gegeben: $f = 100MHz$
  • gegeben: $\textrm{Abw.} = \pm1ppm$
  • gesucht: $\Delta f$

$\Delta f = 100MHz \cdot \frac{1}{10^6} = \frac{100\cdot \cancel{10^6}Hz}{\cancel{10^6}} = 100Hz$

AI509: Mit einem auf 10 ppm genauen digitalen Frequenzzähler wird eine Frequenz von 145 MHz gemessen. In welchem Bereich liegt der vom Zähler angezeigte Frequenzwert?

Lösungsweg

  • gegeben: $f = 145MHz$
  • gegeben: $\textrm{Abw.} = 10ppm$
  • gesucht: $f_{min},f_{max}$

$\Delta f = 145MHz \cdot \frac{10}{10^6} = \frac{145\cdot \cancel{10^6}Hz \cdot 10}{\cancel{10^6}} = 1450Hz$

$f_{min} = f – \Delta f = 145MHz – 1450Hz = 144,99855MHz$

$f_{max} = f – \Delta f = 145MHz + 1450Hz = 145,00145MHz$

AI510: Ein Transceivers zeigt Frequenzen im 2 m-Band auf 1 ppm genau an. Um wie viel kHz muss die an diesem Transceiver bei SSB-Betrieb (USB) eingestellte Sendefrequenz (Frequenz des unterdrückten Trägers) unterhalb von 144,400 MHz liegen, um das dort beginnende Bakensegment zu schützen, wenn die übertragene NF auf den Bereich 300 Hz bis 2,7 kHz beschränkt ist?

Lösungsweg

  • gegeben: $f = 144,400MHz$
  • gegeben: $\textrm{Abw.} = 1ppm$
  • gegeben: $f_{B,max} = 2,7kHz$
  • gesucht: $f_{B,max,Abw}$

Vorüberlegung:

Bei dieser Frage muss zunächst der Abstand zur Baken-Frequenz aufgrund der SSB-Bandbreite (2,7 kHz) berücksichtigt werden und dieser der maximale Fehler aufgrund der gegebenen Genauigkeit addiert werden, so dass man das Bakensegment sicher nicht stört.

$\Delta f = 144,4MHz \cdot \frac{1}{10^6} = \frac{144,4\cdot \cancel{10^6}Hz}{\cancel{10^6}} = 144,4Hz$

$f_{B,max,Abw} = f_{B,max} + \Delta f = 2,7kHz + 144,4Hz = 2,8444kHz$

AI506: Die relative Ungenauigkeit der digitalen Anzeige eines Empfängers beträgt 0,01 %. Um wieviel Hertz kann die angezeigte Frequenz bei 29 MHz maximal abweichen?

Lösungsweg

  • gegeben: $f = 29MHz$
  • gegeben: $\textrm{Abw.} = 0,01\%$
  • gesucht: $\Delta f$

Vorüberlegung:

1 % entspricht $1 \cdot {10^{-2}}$

0,01 % entspricht $1 \cdot {10^{-4}}$

Um einen gemeinsamen Exponenten, den man im Anschluss kürzen kann, zu erhalten, kann man $1 \cdot {10^{-4}}$ auch zu $100 \cdot {10^{-6}}$ umwandeln (Komma schieben). Hierdurch wird die anschließende Rechnung deutlich vereinfacht.

$\Delta f = 29MHz \cdot 0,01\% = 29\cdot \cancel{10^6}Hz \cdot 100\cdot \cancel{10^{-6}} = 2900Hz$

AI507: Ein TRX mit einem eingebauten OCXO besitzt eine Anzeigegenauigkeit von $±$0,00001 %. Wie groß ist die maximale Abweichung, wenn eine Frequenz von 14100 kHz angezeigt wird?

Lösungsweg

  • gegeben: $f = 14100kHz$
  • gegeben: $\textrm{Abw.} = \pm0,00001\%$
  • gesucht: $\Delta f$

Vorüberlegung:

1 % entspricht $1 \cdot {10^{-2}}$

0,00001 % entspricht $0,1 \cdot {10^{-6}}$

$\Delta f = 14100kHz \cdot 0,00001\% = 14,1\cdot \cancel{10^6}Hz \cdot 0,1\cdot \cancel{10^{-6}} = 1,41Hz$